APA ITU SIKLUS LISOGENIK? - BIOLOGI - 2025

The siklus lisogenik , juga disebut lysogeny, adalah tahap dalam proses reproduksi beberapa virus, terutama mereka yang menginfeksi bakteri. Dalam siklus ini, virus memasukkan asam nukleatnya ke dalam genom bakteri inang.

Siklus ini bersama-sama dengan siklus litik membentuk dua mekanisme replikasi utama virus. Ketika bakteriofag, selama siklus lisogenik, memasukkan DNA-nya ke dalam genom bakteri, itu menjadi profag.

Zlir'a. Versi bahasa Spanyol oleh Alejandro Porto, melalui Wikimedia Commons

Bakteri yang terinfeksi profage ini terus hidup dan berkembang biak. Ketika reproduksi bakteri terjadi, replika profag juga diperoleh. Hal ini mengakibatkan setiap sel bakteri anak juga terinfeksi oleh profag.

Reproduksi bakteri yang terinfeksi, dan oleh karena itu dari profage inangnya, dapat berlanjut selama beberapa generasi tanpa adanya manifestasi virus yang terjadi.

Kadang-kadang, secara spontan, atau dalam kondisi tekanan lingkungan, DNA virus memisahkan diri dari bakteri. Ketika pemisahan genom bakteri terjadi, virus memulai siklus litik.

Tahap reproduksi virus ini akan menyebabkan pecahnya sel bakteri (lisis) sehingga memungkinkan keluarnya salinan virus baru. Sel eukariotik juga rentan terserang virus lisogenik. Namun, belum diketahui bagaimana penyisipan DNA virus ke dalam genom sel eukariotik terjadi.

Virus bakteriofag menyuntikkan genomnya ke dalam bakteri. Diambil dan diedit dari: Thomas Splettstoesser. (Diterjemahkan ke dalam bahasa Spanyol oleh Alejandro Porto), melalui Wikimedia Commons.

Bakteriofag

Virus yang hanya menginfeksi bakteri disebut bakteriofag. Mereka juga dikenal sebagai fag. Ukuran virus jenis ini cukup bervariasi, dengan kisaran ukuran antara 20 dan 200 nm.

Bakteriofag ada di mana-mana, dan dapat tumbuh di hampir semua lingkungan tempat bakteri ditemukan. Misalnya, diperkirakan kurang dari tiga perempat bakteri yang hidup di laut terinfeksi oleh fag.

Siklus infeksi virus

Infeksi virus dimulai dengan adsorpsi fag. Adsorpsi fag terjadi dalam dua tahap. Yang pertama, yang dikenal sebagai reversibel, interaksi antara virus dan calon inangnya lemah.

Setiap perubahan kondisi lingkungan dapat menyebabkan terhentinya interaksi ini. Di sisi lain, dalam interaksi yang tidak dapat diubah, reseptor spesifik terlibat yang mencegah gangguan interaksi.

DNA virus dapat masuk ke bagian dalam bakteri hanya jika terjadi interaksi yang tidak dapat diubah. Selanjutnya, dan bergantung pada jenis fag, ini dapat menjalankan berbagai siklus reproduksi.

Selain siklus litik dan lisogenik yang sudah dijelaskan, terdapat dua siklus reproduksi lainnya, yaitu siklus perkembangan berkelanjutan dan siklus pseudolisogenik.

Siklus litik

Selama tahap ini, replikasi virus di dalam bakteri terjadi dengan cepat. Pada akhirnya bakteri akan mengalami lisis pada dinding selnya dan virus baru akan dilepaskan ke lingkungan.

Masing-masing fag yang baru dilepaskan ini dapat menyerang bakteri baru. Pengulangan berturut-turut dari proses ini memungkinkan infeksi tumbuh secara eksponensial. Bakteriofag yang berpartisipasi dalam siklus litik disebut fag virulen.

Siklus lisogenik

Dalam siklus ini, lisis sel inang tidak terjadi, seperti yang terjadi pada siklus litik. Setelah tahap adsorpsi dan penetrasi, tahap integrasi DNA fag ke sel bakteri berlanjut, menjadi profag.

Replikasi fag akan terjadi bersamaan dengan reproduksi bakteri. Profag yang terintegrasi ke dalam genom bakteri akan diwarisi oleh bakteri anak. Virus dapat tetap tidak terpengaruh selama beberapa generasi bakteri.

Proses ini biasa terjadi bila jumlah bakteriofag tinggi dibandingkan dengan jumlah bakterinya. Virus yang menjalankan siklus lisogenik tidak mematikan dan disebut sedang.

Akhirnya, profag dapat dipisahkan dari genom bakteri dan diubah menjadi fag litik. Yang terakhir memasuki siklus litogenik yang menyebabkan lisis bakteri dan infeksi bakteri baru.

Siklus Litik dan Lisogenik. Diambil dan diedit dari: Suly12, dari Wikimedia Commons

Siklus pengembangan berkelanjutan

Beberapa bakteriofag melakukan banyak replikasi di dalam bakteri. Dalam hal ini, bertentangan dengan apa yang terjadi selama siklus lisogenik, tidak menyebabkan lisis bakteri.

Virus yang baru direplikasi dilepaskan dari bakteri melalui tempat-tempat tertentu pada membran sel, tanpa menyebabkan pecahnya bakteri tersebut. Siklus ini disebut pembangunan berkelanjutan.

Siklus pseudolisogenik

Terkadang ketersediaan nutrisi dalam medium buruk bagi bakteri untuk tumbuh dan berkembang biak secara normal. Dalam kasus ini, diyakini bahwa energi seluler yang tersedia tidak cukup bagi fag untuk menghasilkan lisogenesis atau lisis.

Karena itu, virus kemudian memasuki siklus pseudolisogenik. Namun, siklus ini masih sedikit diketahui.

Konversi lisogenik

Akhirnya, sebagai produk dari interaksi antara profag dan bakteri, yang pertama dapat menyebabkan munculnya perubahan fenotipe bakteri.

Ini terjadi terutama ketika bakteri inang bukan bagian dari siklus normal virus. Fenomena ini disebut konversi lisogenik.

Perubahan yang diinduksi pada bakteri oleh DNA profag meningkatkan keberhasilan biologis inang. Dengan meningkatkan kapasitas biologis dan keberhasilan kelangsungan hidup bakteri, virus juga mendapat manfaat.

Jenis hubungan menguntungkan bagi kedua peserta dapat diklasifikasikan sebagai jenis simbiosis. Namun harus diingat bahwa virus bukanlah makhluk hidup.

Manfaat utama yang diperoleh oleh bakteri yang diubah secara lisogenik adalah perlindungannya terhadap serangan bakteriofag lain. Konversi lisogenik juga dapat meningkatkan patogenisitas bakteri di inangnya.

Bahkan bakteri non-patogen dapat menjadi patogen melalui konversi lisogenik. Perubahan genom ini permanen dan dapat diwariskan.

Fagoterapi

Terapi fag merupakan terapi yang terdiri dari penerapan fag sebagai mekanisme kontrol untuk mencegah penyebaran bakteri patogen. Metodologi pengendalian bakteri ini digunakan pertama kali pada tahun 1919.

Pada kesempatan itu digunakan untuk merawat pasien yang menderita disentri, mendapatkan hasil yang sangat baik. Terapi fag berhasil digunakan selama awal abad terakhir.

Dengan ditemukannya penisilin, serta zat antibiotik lainnya, terapi fag praktis ditinggalkan di Eropa Barat dan di benua Amerika.

Penggunaan antibiotik yang sembarangan, memungkinkan munculnya strain bakteri multiresisten terhadap antibiotik. Bakteri ini menjadi lebih sering dan lebih resisten.

Karena itu, ada minat baru di dunia barat dalam pengembangan terapi fag untuk pengendalian kontaminasi dan infeksi bakteri.

Keuntungan terapi fag

1) Pertumbuhan fag terjadi secara eksponensial, meningkatkan aksinya dari waktu ke waktu, antibiotik, sebaliknya, kehilangan pengaruhnya dari waktu ke waktu karena kerusakan metabolik molekul.

2) Fag memiliki kemampuan untuk mengalami mutasi, ini memungkinkan mereka untuk melawan resistensi yang dapat dikembangkan bakteri terhadap serangan mereka. Di sisi lain, antibiotik selalu memiliki prinsip aktif yang sama, jadi ketika bakteri mengembangkan resistansi terhadap prinsip aktif tersebut, antibiotik tidak berguna.

3) Terapi fag tidak memiliki efek samping yang mungkin berbahaya bagi pasien.

4) Pengembangan strain fag baru adalah prosedur yang jauh lebih cepat dan lebih murah daripada penemuan dan pengembangan antibiotik baru.

5) Antibiotik tidak hanya mempengaruhi bakteri patogen, tetapi juga bakteri lain yang berpotensi bermanfaat. Fag, di sisi lain, dapat menjadi spesies - spesifik, sehingga pengobatan terhadap bakteri yang bertanggung jawab atas infeksi dapat dibatasi, tanpa mempengaruhi mikroorganisme lain.

6) Antibiotik tidak membunuh semua bakteri, oleh karena itu, bakteri yang bertahan dapat mengirimkan informasi genetik yang memberikan resistensi terhadap antibiotik kepada keturunannya, sehingga menciptakan strain yang resisten. Bakteriofag lisogenetik membunuh bakteri yang diinfeksi, mengurangi kemungkinan berkembangnya strain bakteri resisten.

Referensi

1. L.-C. Fortier, O. Sekulovic (2013). Pentingnya ramalan untuk evolusi dan virulensi bakteri patogen. Keracunan.
2. E. Kutter, D. De Vos, G. Gvasalia, Z. Alavidze, L. Gogokhia, S. Kuhl, ST Abedon (2010). Terapi fag dalam praktik klinis: Pengobatan infeksi pada manusia. Bioteknologi Farmasi Saat Ini.
3. Siklus lisogenik. Di Wikipedia. Dipulihkan dari en.wikipedia.org.
4. R. Miller, M. Day (2008). Kontribusi lisogeni, pseudolisogeni, dan kelaparan terhadap ekologi fag. Dalam: Stephen T Abedon (eds) Ekologi bakteriofag: pertumbuhan populasi, evolusi, dan dampak virus bakteri. University Press, Cambridge.
5. C. Prada-Peñaranda, AV Holguín-Moreno, AF González-Barrios, MJ Vives-Flórez (2015). Terapi fag, alternatif untuk pengendalian infeksi bakteri. Prospek di Kolombia. Universitas Scientiarum.
6. M. Skurnik, E. Strauch (2006). Terapi fag: Fakta dan fiksi. Jurnal Internasional Mikrobiologi Medis.